Løsninger til eksamensopgaver på B-niveau 2015

Transkript

1 Løsninger til eksamensopgaver på B-niveau maj 2015: Delprøven UDEN hjælpemidler Opgave 1: Ligningen løses ved at isolere x i det åbne udsagn: 4 x x x 22 4 Opgave 2: y 87 0,45 x Det er et lineært udtryk med begyndelsesværdien 87 og hældningen -0,45. Så da x angiver tiden målt i antal uger efter slankekurens begyndelse, og da y er personens vægt målt i kg, har man: Personen vejer ved slankekurens start 87kg og taber sig derefter 0,45kg om ugen 2 Opgave 3: x 3x10 0 Det er en andengradsligning med a-værdien 1, så hvis der er heltallige løsninger, kan disse findes ved først at finde to tal, hvis produkt er -10 og som er 3. Dette gælder for 5 og -2, så man har: 2 x 3x 10 0 x 5 x 2 0 x 5 x 2 Opgave 4: Da det er en retvinklet trekant, hvor de to kateter danner den rette vinkel, er arealet halvdelen af produktet af kateterne: 1 T BC AC 2 2T 224 AC 24 8 BC 6 Da det er en retvinklet trekant, er AB hypotenusen, og dens længde kan bestemmes med Pythagoras: AB AC BC AB

2 2 Opgave 5: f x a x b x c Da a er positiv vender parablens grene/ben opad (en glad parabel). Da d er positiv, skærer parablen x-aksen to steder. Da c er negativ, skærer parablen y-aksen på den negative del (under x-aksen). Dvs. en mulig parabel er (husk pile på akserne): Opgave 6: f x 4x 3 9x 2 1 ; P1,12 Der integreres ledvist for at finde den form samtlige stamfunktioner er på: F x 4x 9x 1 dx x 3x x k Punktets koordinater indsættes i udtrykket for stamfunktionen for at finde k: k k 13 k Dvs. forskriften for den søgte stamfunktion er: F x x 3x x

3 22. maj 2015: Delprøven MED hjælpemidler Opgave 7: For at kunne bestemme frekvenserne og efterfølgende de kumulerede frekvenser skal man først beregne observationsættets størrelse: n Frekvenserne findes så ved at dividere antallet med n (og oftest angives det i procent): Alder (år) ]30,40] ]40,50] ]50,60] ]60,70] Antal Frekvens ,6% n ,5% n ,3% n ,6% n Kumuleret 53,6% 78,1% 90,4% 100,0% frekvens Den kumulerede frekvens er beregnet ved at lægge frekvenser op til og med det pågældende interval sammen: Eksempel ( ]50,60] ): Kumuleret frekvens = 53,6% + 24,5% + 12,3% = 90,4% Sumkurven tegnes ved at angive alderen på førsteaksen og have procenter op ad andenaksen. Den kumulerede frekvens afsættes ved intervallets højre endepunkt, og ved første intervals venstre endepunkt afsættes 0%. Alle punkterne forbindes med rette linjer: b) Kvartilsættet bestemmes ved at tegne vandrette linjer ind fra 25%, 50% og 75% og aflæse alderen. Man får: Nedre kvartil = 34,7 år Median = 39,3 år Øvre kvartil = 48,8 år Hvis man tegner en lodret linje op fra 55 år indtil grafen og derefter vandret ind på 2. aksen, aflæser man 84%. Dette fortæller, at ud af de årige, der har taget en lang videregående uddannelse, er 16% over 55 år. Dette er godt nok ikke svaret på opgavens spørgsmål, men det har tydeligvis været intentionen med spørgsmålet. Selve spørgsmålet er formuleret forkert og kan ikke løses, da man ikke kender antallet af københavnere.

4 Opgave 8: Opgaven følger notationen angivet på skitsen i opgaven. AB 79 m ; A 39 ; B 21 a) Da man kun kender længden af én side i trekant ABC, kan man ikke anvende cosinusrelationerne. Man skal altså anvende sinusrelationer. Derfor har man brug for at kende en vinkel og dens modstående side, og da den eneste kendte sidelængde er for siden AB, skal man kende vinkel C. Denne kan bestemmes ud fra vinkelsummen i en trekant, da man kender de to andre vinkler: C 180A B Så kan de to søgte sidelængder bestemmes: AC AB AB AC sin B sin B sin C sin C 79m AC sin 21 32, m 32, 7 m sin 120 BC AB AB BC sin sin sin sin A C C 79m BC sin 39 57, m 57, 4m sin 120 A b) Med højden af bærerammen menes højden fra C, og den kan bl.a. bestemmes ved at se på den retvinklede trekant, som fodpunktet for højden fra C danner sammen med A og C. Her er siden AC hypotenusen, og i forhold til vinkel A er højden den modstående katete. Så man har: hc sin A hc sin A AC AC h sin 39 32, m 20, m 20, 6m c c) For at kunne bestemme vinkel D i trekant ACD, kan man ved hjælp af en cosinusrelation bestemme længden af siden CD. Så har man alle tre sider og kan med fordel bestemme vinkel D med cosinusrelationen, så man slipper for at overveje, om sinusrelationerne har givet den rette vinkel (stump eller spids) CD AC AD 2 AC AD cos A 2 2 CD 32, m 37m 232, m 37mcos 39 23, m Nu bestemmes vinkel D: cos D AD AC CD 2 AD AC 37m 23, m 32, m D cos 60, , 6 237m23, m

5 x Opgave 9: Forskriften er f x b a, dvs. det er en eksponentiel udvikling. Da der er mere end to målepunkter, skal der anvendes regression. Det bemærkes, at tidspunktet x angiver antal år EFTER a) Løses i Maple: b) Da det er en eksponentiel udvikling er a fremskrivningsfaktoren, der er forbundet med vækstraten r ved a1 r. Dvs. at r 0,31 31%, og dermed er antallet af internetopkoblede elektroniske apparater, som ikke er smartphones, vokset med 31% om året siden c) Det bemærkes først, at enhederne for de to funktioner er de samme, så man kan regne uden enheder. Spørgsmålet er derfor, hvornår graferne skærer hinanden, så grafen for f kommer til at ligge over grafen for g. Dette svarer til at løse uligheden: f x g x. Det gøres i Maple: Da vi kun ser fremad i modellen, er det det sidste interval, der arbejdes med, dvs. 9 år efter 2010 har f overhalet g: I år 2019 overstiger antallet af internetopkoblede elektroniske apparater, der ikke er smartphones, antallet af smartphones.

6 Opgave 10: Nulhypotesen er, at der ikke er nogen sammenhæng mellem at være hjulbenet og at spille fodbold. Dette undersøges med et 2 -uafhængighedstest (U-test): I Maple indtastes: Da p-værdien er 0,145 og altså over 0,05, der er signifikansniveauet, kan nulhypotesen ikke forkastes. Dvs. der er ikke signifikant forskel på forekomsten af hjulbenethed blandt fodboldspillere og ikke-fodboldspillere. Opgave 11: a) Da man på B-niveau ikke har lært at differentiere produkter, er der lagt op til, at opgaven skal udregnes med CAS-værktøj: 2 f x x 15 e x b) For at bestemme monotoniforholdene findes først de steder, hvor den første afledede er nul, og disse steder undersøges fortegnet for den anden afledede for at se, om det er lokalt minimum eller maksimum. Ud fra disses placering kan monotoniforholdene opskrives:

7 O x x Opgave 12: 1,7 a) Når den oplevede muskelbelastning O er 2, har man ligningen 1,7 2 x, der løses i Maple: b) Da det er en potensfunktion, er sammenhængen mellem vækstraterne 1 r 1 r Dvs. i dette tilfælde er det 1,7 1 r 1 r O Da den faktiske muskelbelastning skal øges med 50%, er rx 0,50 : 1 r 1 0,50 1,7 O 1.7 ro 1,5 1 0, Dvs. den oplevede muskelbelastning øges med 99% (næsten en fordobling) 1 f x x 2x Opgave 13: a) 4 2 x O x a

8 28. maj 2015: Delprøven UDEN hjælpemidler Opgave 1: Udtrykket reduceres ved at anvende en kvadratsætning på første led: a b 2 b 2 a 2 b 2 2ab b 2 a 2 2ab aa 2b Opgave 2: Nt 200 1,04 t Det bemærkes, at modellen er en eksponentiel udvikling med begyndelsesværdien 200 og fremskrivningsfaktoren 1,04. Da t er tiden målt i antal år efter 2002, var der i dyr i populationen. Sammenhængen mellem væsktraten r og fremskrivningsfaktoren a er a1 r, og dermed er r a11,04 1 0,04 4% Derfor er populationen siden 2002 vokset med 4% om året. Opgave 3: Forskriften for en lineær funktion er og b. Koordinatsættene for punkterne 2,3 og 5,12 f x a x b. Man skal altså bestemme værdierne for a P Q indsættes i forskriften, så man får to ligninger med to ubekendte, der kan bruges til at bestemme a og b: 12 a5 b a b 2a b 9 3a a 3 3 a2 b Dette indsættes i den nederste ligning for at bestemme b: 3 32b b 36 3 Hermed er forskriften: f x x 3 3 Opgave 4: 2 f x 3x 6x 1 Koordinatsættet for parablens toppunkt bestemmes ved hjælp af toppunktsformlen efter først at have beregnet diskriminanten: 2 d b ac b d T ; T ; T ; T 1; 2 2a 4a

9 Opgave 5: Da de to trekanter er ensvinklede, er forholdet mellem ensliggende sider konstant, dvs: DE DF EF AB AC BC 15 DF EF Dette giver os to ligninger, der kan anvendes til at bestemme de to sidelængder i trekant DEF, man mangler for at kunne beregne omkredsen: 15 DF DF EF EF Så er omkredsen: ODEF DE EF DF Man kan også benytte, at da omkredsen fås ved at lægge de tre sider sammen, vil forholdet mellem omkredsene af de to trekanter være det samme som forholdet mellem siderne, og så kan man bestemme omkredsen af trekant ABC og derefter anvende skalafaktoren 1,5 til at beregne omkredsen af den store trekant. Opgave 6: Integralet bestemmes ved ledvis integration, og man skal huske en vilkårlig konstant, da det er et ubestemt integral, der bestemmes: x 4x 2 dx x 2x 2x k

10 28. maj 2015: Delprøven MED hjælpemidler x Opgave 7: Modellen har forskriften f x b a, dvs. det er en eksponentiel udvikling, og da der er oplyst mere end to sæt sammenhørende værdier, skal der foretages regression. Værdierne indtastet derfor på n spire i søjler under Lister og Regneark, og der vælges statistik, statistiske beregninger og Eksponentiel regression. Resultatet gemmes som funktionen f1, så man kan arbejde videre med udtrykket. Det bemærkes, at n spire anvender a og b omvendt af vores model: Så man har: a1, 0527 og b 33, 01 b) Hvis løberen i testløbet løb på 30 minutter, er x = 30. Da udtrykket er gemt på n spire indtastes: Dvs. at den forventede løbetid i halvmaratonen er 154 minutter

11 Opgave 8: a 9 ; b 13 ; c 7 a) Først tegnes en skitse af trekanten: Da man kender alle tre sider, bestemmes vinkel A med en cosinusrelation: b c a cos A 2bc A cos 41, b) Da man kender en vinkel og de to hosliggende sider, kan man bestemme trekantens areal med ½-appelsinformlen: 1 1 TABC bcsin A 137sin 41, , Da man nu kender arealet samt længden af den grundlinje AC, der hører sammen med højden fra B, kan man bestemme højden ud fra den simple arealformel for trekanter: 1 TABC h g 2 1 2T 229, TABC hb AC hb 4, AC 13

12 1,356 Opgave 9: K 0,036 M a) Først defineres funktionen i n spire, og derefter bestemmes kloens vægt, når hele krabbens vægt M er 400: Dvs. kloen vejer 122 mg, når hele krabben vejer 400 mg. Hvis kloen vejer 53 mg, er KM ( ) 53: Dvs. at hele krabben vejer 217 mg, når kloen vejer 53 mg. b) Da det er en potensfunktion, er sammenhængen mellem vækstraterne: 1 r 1 r K M 1,356 a rk 1 0,30 1 0, =42, % Dvs. kloens vægt vokser med 43%, når krabbens vægt vokser med 30%. f x 3ln x 1 x ; x 1 Opgave 10: 2 a) For at finde ligningen for en tangent skal man kende hældningen og røringspunktet. Hældningen bestemmes som differentialkvotienten det pågældende sted, mens røringspunktet andenkoordinat bestemmes ved indsættelse i funktionsudtrykket. Udregningerne foretages i Maple: b) Monotoniforholdene bestemmes ved først at finde de lokale ekstremumssteder, hvilket foregår ved at finde de steder, hvor den afledede funktion er 0 og efterfølgende tjekke fortegnet for den anden afledede de pågældende steder for at se, om det er maksimum, minimum eller vandret vendetangent:

13 f t 0,0038 t 0, 42t 12,12 t 24,13 t 16,67 ; 0 t 52 Opgave 11: b) Den alder, der svarer til den maksimale vægt, findes ved at finde det sted, hvor der er lokalt maksimum. Det gøres ved at finde de steder, hvor den afledede er 0 og efterfølgende ud fra fortegnet for den anden afledede at tjekke, om det er lokalt maksimum eller minimum: f x x 6x 10 ; g x 2x 3 2 Opgave 12: Først bestemmes 1. koordinaterne til skæringspunkterne mellem de to grafer, da de skal bruges som nedre og øvre grænse i det bestemte integral, der angiver arealet af M. Da g s graf ligger øverst i det pågældende interval, skal denne funktion stå først i integranden:

14 Opgave 13: a) Da man skal undersøge, om antallet af kerner følger den biologiske model, bliver nulhypotesen: H0: Fordelingen følger den biologiske model. Først bestemmes det samlede antal kerner, så man efterfølgende kan benytte den biologiske model til at bestemme den forventede fordeling: n De forventede antal findes: Forventet antal 9 Violet og glat Violet og rynket Gul og glat Gul og rynket Pga. afrundinger afviger summen af de forventede antal med 1 fra det observerede. b) Der foretages et 2 -GOF-test for at se, om nulhypotesen skal forkastes:

15 Da p-værdien på 0,16 er større end signifikansniveauet på 0,05, skal nulhypotesen IKKE forkastes. Der er ikke signifikant forskel på den indsamlede fordeling og den forventede fordeling baseret på den biologiske model.

16 Opgave 1: P4, 2 Q 3,9 13. august 2015: Delprøven UDEN hjælpemidler Ligningen for en ret linje er y a x b, så vi har brug for at kende hældningen a og skæringen b med y-aksen: Hældningen bestemmes: y2 y a 1 x2 x Punktet P benyttes til at bestemme b: 2 1 4b b 6 Dvs. linjens ligning er: y x 6 Opgave 2: Begge led kan udregnes med kvadratsætninger, så man får: x 4 2 x 4 2 x x x x 2x x 2 16 Opgave 3: Der er mulighed for, at trekant DEF er skaleret op eller ned med 3. Da DE er ensliggende med AB (fordi A D og B E ), har man: DE DE stor lille 3 AB AB x Opgave 4: f x b a b-værdien er startværdien, der grafisk svarer til skæringen med andenaksen (hvor x 0 ). Da grafen C skærer andenaksen højere oppe end de to andre grafer, er det altså graf C, der svarer til funktionen med den største b-værdi. a er fremskrivningsfaktoren, der er afgørende for væksten. Da grafen A ligger under de to andre grafer ved skæringen, men senere skærer dem og lægger sig øverst, er det graf A, der har den største værdi af a.

17 f x x 5x Opgave 5: 3 Den afledede funktion bestemmes ved at differentiere ledvist: f ' x 3x 5 2 Funktionsudtrykket for den afledede funktion er et andengradspolynomium, med positiv a-værdi og b-værdien 0. Dermed er grafen en parabel med grenene opad og toppunktet placeret på y-aksen. c-værdien fortæller os så, at toppunktet ligger i 0,5. Opgave 6: Det bestemte integral bestemmes ved at integrere ledvist og indsætte grænserne: x 4x 1 dx 0 2x 2x x

18 Opgave 7: 13. august 2015: Delprøven MED hjælpemidler Opgaverne løses med Maple. f x x 5x 15x 5x 14 Opgave 8: 4 3 2

19 Opgave 9: Med Gym-pakken kan sumkurven tegnes:

20 Opgave 10: Opgave 11:

21 Opgave 12:

22 Opgave 13:

23 Opgave 14:

24 7. december 2015: Delprøven UDEN hjælpemidler 2 Opgave 1: x 4x3 0 Da andengradsleddets koefficient a er 1, kan man faktorisere polynomiet ved at finde to hele tal, hvis produkt er 3 og sum 4. Disse to tal er 1 og 3. Så man har: 2 x 4x 3 0 x 3 x 1 0 x 3 x 1 nulreglen En anden mulighed er at anvende diskriminantmetoden: 2 2 d b 4ac dvs. 2 løsninger. b d x Så x 3 x 1 2 a Opgave 2: P2,9 & Q 4,5 En lineær funktion f har forskriften f x a x b. Så man skal bestemme a og b. Da f er en lineær funktion, kan man bestemme hældningen a ud fra de to punkter ved: y2 y a 2 x2 x Punktet P s koordinater indsættes i funktionsforskriften sammen med hældningen: 9 2 2b b Dvs. at funktionsforskriften er: f x 2x 13 Opgave 3: Den samlede vægt målt i gram af kasse med klodser betegnes V. Antallet af klodser betegnes n. Da klodserne hver vejer 8 g, vil vægten øges med 8, hver gang antallet øges med 1, og derfor er der tale om lineær vækst med hældningen 8. Da kassen vejer 480 g, er vægten, når n 0, 480 g, dvs. begyndelsesværdien er 480. Sammenhængen kan dermed beskrives ved ligningen: V 8n 480

25 2 2 b d Opgave 4: f x a x b x c d b 4 ac T ; 2a 4a Parablen P: a 0, da parablens ben vender opad. b 0, da parablen i skæringspunktet med y-aksen har en tangent med hældningen 0, eller: Da b parablens toppunkt ligger på y-aksen, hvorfor 0 b 0. 2a c 0, da parablen skærer y-aksen på den positive del. d 0, da parablen ikke har nogen skærings- eller røringspunkter med x-aksen. Parablen Q: a 0, da parablens ben vender nedad. b 0, da parablen i skæringspunktet med y-aksen har en tangent med positiv hældning, eller: Da parablens toppunkt ligger til højre for y-aksen, har a og b forskellige fortegn. c 0, da parablen skærer y-aksen på den negative del. d 0, da parablen ikke har to skæringspunkter med x-aksen. 2 Opgave 5: f x 6x 4x 3 P 1,10 Opgave 6: Først findes ved ledvis integration den form, som samtlige stamfunktioner er på: F x 6x 4x 3 dx 2x 2x 3x k k Konstanten bestemmes ved at udnytte, at grafen for F skal gå gennem P: k k k 9 Dvs. at forskriften for den søgte stamfunktion er: F x 2x 2x 3x En linje tegnes fra C parallel med AB. Skæringspunktet med siden AD betegnes E. Trekant CDE er retvinklet, så Pythagoras anvendes til at finde længden af siden CD CD CE DE CD Nu kan omkredsen bestemmes: O AB BC CD DA Og arealet er: 1 1 A Trektangel Ttrekant l b h g (Arealet kunne også være bestemt ved trapezformlen)

26 7. december 2015: Delprøven MED hjælpemidler

27 Kvartilsættet aflæses ved at gå ud fra 0,25, 0,50 og 0,75 på andenaksen til skæring med sumkurven, hvorefter kvartilsættet aflæses som de pågældende steder (dvs. der tegnes lodrette streger ned til x-aksen).

28

29 b)

30

31

32